On yedinci yüzyıl, sebepsiz yere büyük astronomik keşiflerin yüzyılı olarak adlandırılmamaktadır. Galileo, Copernicus, Tycho Brahe'nin uzun vadeli gözlemleri, Johannes Kepler'in gök cisimlerinin hareket yasalarını formüle etmesini mümkün kıldı. Gezegenlerin neden sürekli hareket halinde olduklarını, yörüngelerinde kalmalarını sağlayan şeyin ne olduğunu ve yerçekiminin ne olduğunu açıklamak bir dahi, Isaac Newton aldı.

Dehanın hipotezleri

Isaac Newton, hareket yasalarını teori için değil, pratik uygulama için formüle etti. Uzun vadeli verilerin özetlenmesi astronomik gözlemler ve hareket yasaları sayesinde, bu büyük bilim adamı, birden fazla nesil bilim insanını şaşırtan soruyu yanıtlayabildi: "Gezegenleri yörüngelerinde tutan nedir?" Nitekim, Newton'dan önce bilim adamları, kristal kürelerden manyetik sıvılara kadar çeşitli varsayımlar ortaya koydular. Newton'un birinci yasası sayesinde, düzgün doğrusal hareket için kuvvetin gerekli olmadığı anlaşıldı. Gezegenleri kavisli bir yörüngede hareket ettirmek için kuvvete ihtiyaç vardır. Newton'un ikinci yasasındaki kuvvet formülünü uygularsak, ivme ve kütlenin çarpımına eşit olacaktır. Newton, ivmenin şuna eşit olması gerektiği sonucuna vardı. v 2/R. Böylece daha hafif bir gök cismi, örneğin Ay, daha ağır bir gök cismi etrafında dönecek ama asla ona yaklaşmayacaktır. Bu, bir daireye teğetten dairenin kendisine düşmesi olarak düşünülebilir. Temas noktasında hız sabit veya sıfıra eşit olabilir, ancak ivme her zaman mevcuttur. Görünür bir ivme olmadan belirli bir yörünge boyunca sürekli hareket - bu, Newton'un gezegenlerin hareketi sorusuna cevabıdır.

cazibe

Böylece Ay, Dünya'nın ve Dünya'nın etrafında - Güneş'in etrafında, belirli bir kuvvete uyarak hareket eder. Newton'un dehası, gök cisimlerinin çekim gücünü, Dünya'nın her sakini tarafından bilinen yerçekimi kuvvetiyle birleştirmesiyle kendini gösterdi. Newton'un kafasına düşen sıradan bir elma tarafından doğru sonuçlara yönlendirildiği bir efsane var. Araştırmacı, bir elmanın ve Ay'ın Dünya'ya olan çekiciliğinin tamamen aynı yasalara göre tanımlandığı sonucuna vardı. Yerçekimi ikinci adını "ağırlık" anlamına gelen "gravis" kelimesinden almıştır.

Yerçekimi

Gezegensel hareket yasalarını özetleyen Newton, etkileşimlerinin kuvvetinin aşağıdaki formülle hesaplanabileceğini buldu:

m 1 m 2 etkileşen cisimlerin kütleleri olduğunda, R aralarındaki mesafedir ve G, yerçekimi sabiti olarak adlandırılan belirli bir orantı katsayısıdır. "Yerçekimi" kelimesi kesinlikle doğru seçilmiştir, çünkü "ağırlık" kelimesinden gelmektedir. Newton sabitinin tam sayısı bilinmiyordu; çok sonraları G'nin değeri Cavendish tarafından belirlendi. Çekim kuvvetinin etkisinin cisimlerin kütlelerinden etkilendiği ve aralarındaki mesafenin dikkate alındığı görülebilir. Çekim gücünü başka hiçbir faktör etkileyemez.

Çekim yasasının anlamı

Bu yasa evrenseldir ve kütlesi olan herhangi iki cisme uygulanabilir. Etkileşen bir cismin kütlesinin diğerinin kütlesinden çok daha büyük olması durumunda, özel bir "yerçekimi kuvveti" terimi olan yerçekimi kuvvetinin özel bir durumundan bahsedebiliriz. Bu kavram, Dünya veya diğer yerçekimi kuvvetini hesaplayan problemler için kullanılır. gök cisimleri. Newton'un ikinci yasasının formülündeki yerçekimi değerini yerine koyarsak, F=ma değerini alırız. Burada a, cisimlerin birbirine doğru eğilmesine neden olan yerçekimi ivmesidir. Yerçekimi ivmesinin kullanımını içeren problemlerde, genellikle g harfi ile gösterilir. Newton, geliştirdiği integral hesabını kullanarak, bir toptaki yerçekimi kuvvetinin her zaman daha büyük bir cismin merkezinde yoğunlaştığını matematiksel olarak kanıtladı. Elma-Dünya çiftinde ivme vektörü dünyanın merkezine doğru yönlendirilir, Dünya-Güneş çiftinde Güneş'e doğru yönlendirilir vb.

Enlem üzerinde yerçekimi bağımlılıkları

Dünya üzerindeki yerçekimi kuvveti, cismin gezegenin yüzeyinin altındaki yüksekliğine ve deneyin gerçekleştirildiği enlemine bağlıdır. Cismin yüksekliği R'nin değerini etkiler, gördüğünüz gibi, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça g değeri küçülür. Yerçekimi ve enlem arasındaki ilişki, Dünya'nın bir küre değil, bir jeoit olması gerçeğiyle açıklanır. Kutuplarda hafif basıktır. Bu nedenle, Dünya'nın merkezinden ekvatora ve direğe olan mesafe farklı olacaktır - %10'a kadar. Bu tutarsızlık, örneğin kıtalararası navlun hesaplamaları gibi hesaplamaları çok elverişsiz hale getirir. Bu nedenle, 9.81 m / s 2 orta enlemlerde çekim kuvvetinin bir göstergesi olarak temel alınır.

Vücut ağırlığı

Günlük yaşamda, vücut ağırlığı gibi bir kavram yaygın olarak kullanılmaktadır. Fizikte P harfi ile gösterilir. Ağırlık, vücudun desteğe bastığı kuvvettir. Günlük konseptte, ağırlık genellikle "kütle" kavramı ile değiştirilir, ancak bunlar tamamen farklı miktarlardır. Yerçekimi kuvvetinin aldığı değere bağlı olarak cismin ağırlığı da değişir. Örneğin, bir kurşun parçanın Dünya ve Ay üzerindeki ağırlığı farklı olacaktır. Ancak kütle hem Dünya'da hem de Ay'da değişmeden kalır. Ayrıca bazı durumlarda vücut ağırlığı sıfır olabilir. Ağırlık bir yönü olan bir niceliktir ve kütle bir skalerdir.

Ama Newton'un üçüncü yasasına göre, etki tepkiye eşit olduğundan, cismin ağırlığı güce eşit tepkileri destekler.

Basit bir desteğin tepki kuvvetinin ölçülmesi oldukça zor olduğu için, bir gövde bir yaya asılarak ve bu yayın gerilme derecesi ölçülerek deney "ters çevrilebilir". Bu durumda, yük ile yayı geren kuvvet tamamen mantıklı bir F = mg'a sahip olacaktır, burada m kütle ve g ivmedir. serbest düşüş.

Aşırı yükleme

Yaylı yük kaldırılırsa, yerçekimi ivmesi ve kaldırma ivmesi zıt yönlere yönlendirilecektir. Aşağıdaki gibi gösterilebilir: F = m(g+a). Yerçekimi ve buna bağlı olarak ağırlığı artar.

Ek hızlanma - aşırı yük ile ilişkili ağırlık artışı için özel bir terim vardır. Bir asansörde yükselirken veya bir uçakta kalkarken aşırı yükün etkisi her birimiz tarafından deneyimlenmiştir. Süpersonik uçakların kozmonotları ve pilotları, uçaklarının kalkışı sırasında özellikle güçlü bir aşırı yüklenme yaşarlar.

ağırlıksızlık

Cisim yerçekimi yönünde hızlandırıldığında, yani bizim durumumuzda aşağı doğru, o zaman F=m(g-a). Böylece vücudun ağırlığı azalır. Sınırlayıcı durumda, a=g ve farklı yönlere yönlendirildiklerinde, sıfır ağırlıktan bahsedebiliriz, yani cisim sabit bir hızla düşer. Bir cismin ağırlığının sıfır olduğu duruma ağırlıksızlık denir. Bir kişi bir ağırlıksızlık durumu yaşar uzay gemisi motorlar kapalıyken hareket ederken. Ağırlıksızlık, süpersonik uçaklarla uçan astronotlar ve pilotlar için yaygın bir durumdur.

yerçekimi anlamı

Yerçekimi olmasaydı bize doğal gelen pek çok şey olmazdı - dağlardan çığ düşmezdi, yağmur yağmazdı, nehirler akmazdı. Dünyanın atmosferi yerçekimi tarafından korunur. Buna karşılık, Ay veya Merkür gibi daha az kütleye sahip gezegenler, atmosferlerini çok hızlı bir şekilde kaybettiler ve sert kozmik radyasyon akışına karşı savunmasız kaldılar. Dünya'nın atmosferi, Dünya'da yaşamın ortaya çıkmasında, değiştirilmesinde ve korunmasında belirleyici bir rol oynadı.

Yerçekimine ek olarak, Dünya, Ay'ın yerçekimi kuvvetinden etkilenir. Yakın (kozmik ölçekte) komşuluğu nedeniyle, Dünya'da gelgitler ve akışlar var, kıtalar değişiyor ve birçok biyolojik ritim ay takvimine denk geliyor.

Bu nedenle, yerçekimi kuvveti can sıkıcı bir engel olarak değil, faydalı ve gerekli bir doğa kanunu olarak görülmelidir.

Modern fiziğin bildiği dört temel etkileşimden biri yerçekimi etkileşimidir. Kütlesi olan herhangi iki cismin birbirini, bu kendi kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı ve cisimler arasındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çekmesi gerçeğinde yatmaktadır. latince kelime gravitas "yerçekimi" olarak çevrilir. Yerçekimi kuvveti, kuvvetlerin toplamıdır yerçekimi çekiciliği ve vücuda etki eden merkezkaç atalet kuvveti.

Yerçekimi eylemi

Yerçekimi kuvvetinin nasıl ve neye etki ettiğini öğrenelim mi? Dünya kütlesinin yüzeyinde veya ondan kısa bir mesafede bulunan cisimler üzerindeki yerçekimi etkisine "yerçekimi" denir. Yerçekimi kuvveti, dünyanın yakınında bulunan cisimlerin atomlarına ve ayrıca Elektromanyetik radyasyon. Yerçekiminin ışık ve bu radyasyonun diğer türleri üzerindeki etkisi, genel görelilik teorisi ile tanımlanır.

Yerçekimi kuvvetinin tam değerini hesaplarken, yerçekimi kuvvetinin ne olduğu sorusuna cevap verirken, nesnenin Dünya'nın kütle merkezine olan mesafesini ve merkezkaç kuvvetini dikkate alırlar. Dünyanın dönüşü nedeniyle vücuda etki eden (Coriolis kuvveti). Bu tür ince hesaplamalar, her şeyden önce, uzay projelerinin hazırlanmasında ve ayrıca hassas bilimsel deneylerin gerçekleştirilmesinde gerçekleştirilir.

Çoğu durumda, yerçekimi kuvvetinin nasıl bulunacağına ilişkin soruyu cevaplamak için yeterli olan kaba bir tahmin için basit bir formül kullanılarak bulunur: str = m *. g, burada str yerçekimi vektörü, m cismin kütlesi ve serbest düşüş ivmesidir. Bu ivmenin modülü genellikle 9.8 m/s 2'ye eşit olarak alınır.

Kütle ve ağırlık

Yerçekimi, ağırlık ve kütle gibi terimleri kullanırken, insanlar genellikle bir takım yanlışlıklar yaparlar. Bu nedenle yerçekimi bazen ağırlıkla, ağırlık da kütle ile karıştırılır. Bu konulara açıklık getirelim.

Yerçekiminin kaynağı, yüzeyinde bulunan bir cisme etki eden Dünya'dır. Ağırlık, bir cismin bir desteğe etki ettiği kuvvettir. Vücut yerde duruyorsa, ağırlık yere uyguladığı kuvvettir. Bu durumda (vücut hareketsizken), Newton'un üçüncü yasasına göre ağırlık modülü yerçekimi modülüne eşittir.

Fizik çerçevesinde kütle, vücudun yerçekimi etkileşimi yeteneğinin bir ölçüsüdür (ve vücudun eylemsizliğinin bir ölçüsüdür, ancak bunun bu konuyla hiçbir ilgisi yoktur). Ve eğer yerçekimi ve ağırlık kuvvet birimlerinde ölçülürse - Newton, o zaman kütle kilogram cinsinden ölçülür.

Ölçekler bir nesnenin ağırlığını ölçer. Buna göre, vücuda etki eden yerçekimi kuvvetinin neye eşit olduğunu belirlemek için, vücudu teraziye koyabilir ve hareketsiz bırakabilirsiniz. Aynı zamanda, ağırlık ölçeği, hareketsiz olduğu gerçeği dikkate alınarak vücudun kütlesini gösterecek şekilde derecelendirilir.

Tartı üzerinde dururken parmak uçlarınızda sallanmaya başlarsanız, terazinin okumalarının değiştiğini göreceksiniz. Bunun nedeni kilonuzun değişmesidir. Aynı zamanda hem kütleniz hem de size etki eden yerçekimi kuvveti değişmeden kalır.

Ağırlık değişiminin daha açık bir örneği, kozmonotların ve pilotların uçak dünyaya göre ivme ile hareket eder. Aynı zamanda, yine, pilotların ne kütlesi ne de ağırlığı değişmez.

Bedenler birbirleriyle etkileşime girdiğinde hızları değişebilir. Vücut hareket etmeye başlayabilir, durabilir, hareket yönünü değiştirebilir. Aynı zamanda, hangi bedenlerin bu beden üzerinde bir etkisi olduğundan da çoğu zaman bahsetmiyoruz bile. Basitçe, kuvvetin etkisi altında cismin hızının değiştiğini söylüyoruz.

Kuvvet, bir cismin diğeri üzerindeki hareketini karakterize eden fiziksel bir niceliktir.

Bir cisme bir kuvvetin etki ettiğinin dört göstergesi vardır.

1. Gövdenin hız değeri değişebilir.

2. Vücut yön değiştirebilir.

3. Vücut boyutu değişebilir.

4. Vücut şekli değişebilir.

Lütfen hızın tüm vücut için değişmeyebileceğini, sadece bazı bölümleri için değişebileceğini unutmayın. Ancak bu, vücudun tek tek bölümleri arasındaki mesafenin değiştiği, yani boyutu ve şeklinin değiştiği anlamına gelir. Bu işleme vücut deformasyonu denir.

Deformasyon, vücut parçacıklarının birbirlerine göre hareketleriyle ilişkili göreli konumlarındaki bir değişikliktir.

Ayrıca hız vektörel bir büyüklüktür. Bu nedenle, hem hızın büyüklüğündeki bir değişiklik hem de yönündeki bir değişiklik, hız vektöründe bir değişiklik anlamına gelir. Bu nedenle, yukarıda listelenen kuvvet eyleminin dört işaretinin tümü bire indirgenebilir.

Bir kuvvetin etkisi altında, tüm vücudun veya parçalarının hızında bir değişiklik meydana gelir.

Bir cismin yatay olarak nasıl atıldığını düşünün. Topun yörüngesinin düz bir çizgi olmadığına ve topun hızının değerinin sabit kalmamasına dikkat edelim. Bu, topa bir kuvvetin etki ettiği anlamına gelir. Bu güç nedir?

Pirinç. 2. Yatay olarak atılan bir topun hareketi, büyüklüğü ve yönü değişen bir hıza sahip bir harekettir.

Dünya yüzeyinde ve yakınında bulunan tüm cisimler Dünya'ya çekilir. Dünya yüzeyinin üzerinden atlayan bir kişi, Dünya yüzeyinin üzerinde yükseltilmiş bir nesne, Dünya'nın üzerinde uçan bir uçak, yapay uydu, Dünya'nın ve hatta Ay'ın etrafında yörüngede hareket etmek - tüm bu cisimler Dünya'ya çekilir. Bu çekim kuvvetine yerçekimi denir.

Yerçekimi, tüm cisimlerin Dünya'ya çekilmesini sağlayan kuvvettir.

Farklı cisimler farklı kuvvetlerle Dünya'ya çekilir. Bir cismin kütlesi ne kadar büyükse, ona etki eden yerçekimi kuvveti de o kadar büyük olur.

Güç az ya da çok olabilir. Bu nedenle, kuvvet fiziksel bir niceliktir. Ayrıca kuvvetin bir yönü vardır. Örneğin, yerçekimi dikey olarak aşağıya doğru (kürenin merkezine doğru) yönlendirilir.

Pirinç. 3. "Aşağı", Dünyanın merkezine doğru olan yöndür

Bu nedenle kuvvet vektörel bir büyüklüktür. sembolü ile gösterilir ( ingilizce kelime"kuvvet" anlamına gelen "kuvvet"). SI kuvvet birimi Newton'dur (N). Kuvvet ölçüm birimleri ve onu ölçmek için kullanılan cihaz hakkında daha fazla bilgi aşağıdaki derslerde tartışılacaktır.

Dünya sadece tüm cisimleri kendine çekmekle kalmaz, tüm cisimler dünyayı kendine çeker.

Günde iki kez denizlerde ve okyanuslarda dalgalar yükselir. Bunlara gelgit dalgaları denir. Oluşmalarının nedeni, Dünya'nın çekiciliği ve onun su kabuğu Ay.

Pirinç. 4. Gelgitler, ayın ve Dünya'nın su kabuğunun etkileşimi ile açıklanır

Böylece tüm bedenler birbirleriyle etkileşime girer. Bu etkileşimin ölçüsü olan kuvvete kuvvet denir. Yerçekimi.

İngiliz fizikçi Isaac Newton, evrendeki tüm cisimlerin birbirini çektiğini savundu. Ayrıca, etkileşen cisimlerin kütlesi ne kadar büyükse, etkileşimde bulundukları kuvvetin de o kadar büyük olduğunu buldu. Newton ayrıca cisimler arasındaki mesafe ne kadar büyükse, etkileşimlerinin kuvvetinin o kadar küçük olduğunu buldu.

Yani yerçekimi kuvveti özel durum yerçekimi kuvveti.

Böylece, cisimlerin etkileşimi vektör kullanılarak tanımlanır. fiziksel miktar buna güç denir. Kuvvet, tüm vücudun veya parçalarının hızındaki bir değişikliğin nedenidir (ikinci durumda, vücut deforme olur). Dünyanın yüzeyinde veya yakınında bulunan tüm cisimler, kuvvet çeşitlerinden biri olan yerçekimi kuvvetinden etkilenir. Yerçekimi, özellikleri Isaac Newton tarafından keşfedilen evrensel yerçekimi kuvvetinin tezahürlerinden biridir.

bibliyografya

1. Peryshkin A.V. Fizik. 7 hücre - 14. baskı, klişe. – M.: Bustard, 2010.

2. Peryshkin A.V. Fizikteki problemlerin toplanması, 7. - 9. sınıflar: 5. baskı, klişe. - M: Yayınevi "Sınav", 2010.

3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. 7 - 9. sınıflar için fizikteki görevlerin toplanması Eğitim Kurumları. – 17. baskı. - M.: Eğitim, 2004.

1. Tek bir Dijital Eğitim Kaynakları koleksiyonu ().

2. Tek bir Dijital Eğitim Kaynakları koleksiyonu ().

Ev ödevi

Lukashik V.I., Ivanova E.V. 7 - 9 No. 285–294. sınıflar için fizikteki problemlerin toplanması